В последнее время президент Украины высказал возможность отказа от выполнения Будапештского меморандума, в рамках которого Киев ранее отказался от ядерного оружия. Такое заявление Владимира Зеленского может означать намеренное обращение страны к разработке собственной атомной бомбы. С технической точки зрения реально ли это? Какие требования предъявляются к созданию бомбы или ее аналога? Может ли Украина выполнить такие задачи в современном мире?
В 1964 году в США провели эксперимент: трех кандидатов наук, только что получивших ученые степени, попросили спроектировать атомную бомбу на основе материалов общедоступных библиотек. эксперимент страны NЧтобы узнать, насколько сложно неядерной стране создать атомную бомбу по открытой информации, через три года эксперимент прервали: физики приблизились к необходимым решениям, что показало успех опыта. Любая страна с тремя компетентными физиками может разработать работоспособное ядерное оружие.
Заявление президента Украины Владимира Зеленского о планировании Киевом саммита стран-участниц Будапештского меморандума стало особенно интересным в сложившейся ситуации. Если саммит не состоится, Зеленский отказался бы от выполнения Будапештского меморандума 1994 года. Документ предусматривает гарантии неприкосновенности границ Украины со стороны США, Великобритании и России в обмен на отказ Украины от ядерного оружия. Глава украинского государства дал понять, что либо западные страны гарантируют границы его страны, либо он попробует вернуть ей ядерный статус, существовавший у нее недолгое время после распада СССР.
Вряд ли Соединенные Штаты Америки и Великобритания намерены гарантировать границы Украины. Если бы это было их планом, то вступили бы в войну с Россией ещё в 2014 году после событий на полуострове Крым. Нетрудно понять и причины того, почему Вашингтон и Лондон этого не сделали и не сделают: война с Россией — совсем не афганская экспедиция. Даже с поддержкой других стран НАТО это государство так и не справилось с Афганистаном. Из-за этого кажется логичным, что Киев может отказаться от своего неядерного статуса и начать разработку собственной бомбы.
В своем выступлении 21 февраля 2022 года президент России отметил, что шансы Украины на создание ядерного оружия выше, чем у других государств, стремящихся к подобному статусу. Также президент добавил, что Киеву будет проще создать и носители такого оружия, включая ракеты. Такая перспектива не является позитивной для всех.
Обычные боеприпасы украинского производства неоднократно падали на территорию России, и в большинстве случаев это являлось случайностью. Поэтому вызывает сомнение возможность Украины эффективно управлять ядерными боеприпасами. Особенно учитывая то, что на учениях с использованием своих ракет Украина… уже поражалаДома граждан, имевших погибших среди жителей. может быть и носителем ядерного заряда.
Какие компоненты необходимы для создания атомной бомбы?
В данном контексте нас интересует исключительно теоретическая подоплека вопроса, без каких-либо практических рекомендаций. Кроме того, не будем касаться довольно сложной области автоматики, необходимой для изготовления ядерного оружия: предположим, что Киев каким-то образом разрешит эту задачу.
Существуют две наиболее простые схемы атомных боеприпасов: имплозивная и пушечная, а также их гибриды. Пушечная схема считается немного проще. Она заключается в том, что пороховым зарядом кусок урана-235 (содержание этого элемента должно быть не менее 80%, оптимально — более 90%) буквально выстреливается в «мишень» с таким же составом. Оба куска имеют подкритическую массу и сами по себе не могут запустить цепную реакцию с ядерным взрывом. Однако их почти мгновенное сближение позволяет быстро достичь критической массы, необходимой для запуска цепной реакции с параметрами, требуемыми для ядерного взрыва.
Скорость сближения двух фрагментов (как при выстреле из пушки) играет решающую роль, поскольку слишком низкая скорость даст времени цепной реакции раскалить куски и начать их испарение. В результате мощность взрыва значительно снизится. Пушечный механизм изготовления прост: если есть уран-235 необходимого обогащения, любую «пушку» может изготовить любой качественный артиллерийский завод. Именно такой вид бомбы был сброшен на Хиросиму 6 августа 1945 года.
Легкость изготовления боеприпаса имеет и обратную сторону. Нейтроны из атомов урана-235 вылетают сравнительно редко. Поэтому какие бы отражатели нейтронов ни применялись, даже лучшие — бериллиевые — критическая масса для атомного взрыва всё равно останется выше 15 килограммов. В хиросимской бомбе детали были отработаны не идеально, и урана там было ещё больше. Более высокая масса боеприпаса не просто делает его менее компактным. Куда более серьёзная проблема — то, что обогащенный по урану-235 делящийся материал довольно сложно получить.
В природном уране доля изотопа 235 составляет всего 0,7%, остальное — более тяжелый уран-238, не поддерживающий цепную реакцию. Как повысить концентрацию 235-го изотопа до 80–90%? США в рамках Манхэттенского проекта применили энергоемкий диффузионный метод. Сначала уран фторируют до гексафторида урана (UF6), затем нагревают до 56,4 °C, что приводит к кипению гексафторида. В газообразном виде его пропускают через мембранные фильтры. Более тяжелый уран-238 постепенно «отсекается», в результате чего происходит обогащение по изотопу 235.
Эта схема потребляет огромное количество энергии. Американский завод по диффузии в Пайктоне расходовал 3 гигаватта мощности — столько же, сколько дают три крупные атомные электростанции или десять мощных ТЭС. В результате завод уступил экономическую конкуренцию российским производителям, использующим центрифуги. Вращающиеся центрифуги создают искусственный аналог повышенной гравитации. Более тяжелые молекулы с ураном-238 оседают вниз, а более легкие с ураном-235 остаются выше.
Из-за высокой стоимости диффузионной схемы обогащения урана Украина, скорее всего, не сможет её использовать по финансовым причинам.
Применение газоцентрифузной технологии требует высокого технологического уровня исполнителя.
В девяностых годах, после падения железного занавеса российские производители топлива (ныне ТВЭЛ) смогли поставлять своё топливо на международный рынок. Оказалось, что оно объективно дешевле. В США захотели построить собственные газовые центрифуги, чтобы конкурировать с Россией. Началось это в 1995 году, спустя шестнадцать лет, к 2011 году дело дошло до первого испытательного пуска каскада центрифуг. В итоге часть из них довольно зрелищно разрушилась. имеютСкорость вращения в полтора тысяче оборотов в секунду — предел возможностей современной техники. Достичь такого результата за короткий срок невозможно: требуется десятилетия планомерной работы по улучшению конструкции.
К концу оказались столь печальными, что американское государство не продлило лицензию United States Enrichment Corporation, ответственной за все эти работы. Закрытие газодиффузионной программы (как слишком дорогой) и срыв работ по центрифугам лишили Штатов собственных производителей ядерного топлива и тем более собственного производства оружейного урана.
В состоянии ли Украина построить газовых центрифуг с нуля? Возможно, но шансы у нее значительно меньше, чем у США, которые уже четверть века и много миллиардов долларов вложили в это направление, но пока не добились успеха. Если Киев преуспеет там, где Вашингтону не удалось, то ему понадобится не менее десяти лет на решение этой задачи. Стоит отметить, что центрифуги есть у Ирана, Китая и других стран. Китай приобретает их у России, а другие игроки изначально импортировали эту технологию. Другим странам понадобились десятки лет и огромные финансовые ресурсы для освоения этих технологий.
Невозможно скрыть существование обычной промышленности по производству газовых центрифуг.
Впрочем, трудно представить, как Россия допускает создание таковой на территории Украины. Даже Соединенные Штаты Америки вряд ли проигнорируют подобное развитие событий.
Остаётся имплозивная схема, где вместо урана-235 применяется плутоний-239. В отличие от урана плутоний можно получать без дорогих для Украины диффузионных или центрифужных установок. Плутоний обладает критической массой около 6 килограммов, что позволяет создавать более компактные ядерные боеприпасы.
Этот вид делящихся материалов получают в ядерном реакторе. Процессы деления порождают поток нейтронов, и уран-238 захватывает один из них, превращаясь в плутоний-239. Однако есть нюансы: если уран-238 находится в нейтронном потоке от реактора длительное время, образуется слишком много плутония-240. Его появление происходит, когда уран-238, только что поглотивший нейтрон и ставший плутонием-239, сразу же «поймает» второй нейтрон. плутонием-240Последний обладает чрезмерно мощным нейтронным фоном. Если его использовать в плутониевом заряде, то … более 7%,Проект грозит стать неудачей.
Взрыв имплозивной схемы подразумевает сжатие плутониевого элемента. При слишком высоком нейтронном фоне в начале ядерного взрыва материал может перегреться и испариться до полноценного срабатывания, разрушив боеприпас и не дав запланированной силы. ПолучитсяВысококачественная, но сравнительно безопасная пиротехническая игрушка.
В плутониевом оружии содержание плутония-240 должно быть небольшим. менее 8%Для достижения такого результата нужно поместить уран-238 в реактор на короткий срок.
Возникает другая проблема: Украина не обладает реакторами, предназначенными для быстрого погружения и извлечения стержней с ураном-238 во время работы. Имеющиеся ВВЭР советской постройки не обеспечивают такой возможности. Попытка произвести подобные операции может привести к крайне негативным результатам. Ким Чен Ын, у которого КНДР располагает ядерным оружием, экспериментировать в этом случае не станет, но лауреатом премии Дарвина вполне мог бы стать.
Из-за того же плутония-240 из отработавшего ядерного топлива нельзя просто получить чистый плутоний-239. Извлечь его можно, но он будет смешаться с плутонием-240 (которого в наработанном в обычном реакторе получается много). будетСодержание плутония-239 должно быть не менее 17%, в норме — более четверти, иначе материал непригоден для ядерной бомбы. Разделение плутония-239 и 240 на практике представляет серьезную сложность: разница масс атомов у них слишком незначительна, разделение кратно сложнее, чем разделение 235-го и 238-го урана в центрифугах.
Что реально может сделать Украина?
В теории ничего нереального в создании атомного реактора иного типа — не как ВВЭР, а специализированного, «оружейного» — нет. Американцы в 1942 году сделали первый реактор в мире вообще из природного урана, без обогащения. Чтобы замедлять нейтроны до скоростей, при которых уран сможет их лучше всего захватывать, использовали нейтронный замедлитель-графит, который пилили на обычных деревообрабатывающих станках. Для прочности графитовую кладку укреплялиУран, графит и дерево можно добыть в Украине. Имеются также деревообрабатывающие станки.
Кроме того, теоретически в такой реактор можно заложить не природный уран, а обогащенный до нормального топливного (такой даст больший поток нейтронов). Такое оборудование поставляют Украине и Россия, и США, и вряд ли проверяющие будут осматривать каждый реактор ВВЭР, чтобы удостовериться, не вытащили ли из него пару ТВЭЛов.
Необходимо спроектировать реактор не ВВЭР-образный, а такой, в который можно было бы быстро вставлять и извлекать стержень с ураном-238.
проектировать ядерные реакторы так, чтобы те работали, умеет крайне малое количество людей.
Всё опять сводится к кадрам. Ученых, способных создать необходимый реактор, найти очень сложно. За 30 лет после распада СССР наука на Украине пострадала сильнее, чем даже в России. Опытные специалисты уезжали или уходили из науки. Молодым специалистам в такой ситуации появиться неоткуда. Нужны ещё грамотные организаторы. Если бы на Украине были люди, способные спроектировать и построить новый реактор, украинцы так бы и поступили. Ведь заказывать реакторы у «Росатома» они не хотят по идеологическим причинам, а советские ВВЭР не вечны. В Киеве это понимают, поэтому уже подписали с американской компанией меморандум о строительстве АЭС американского проекта на своей территории.
Заказ реактора у американского поставщика сегодня свидетельствует либо о некомпетентности заказчика в области атомной энергетики, либо об отчаянии. В США произошла потеря навыков в атомно-энергетической отрасли. Именно поэтому заключено соглашение с украинскими властями: туда планируется перевезти реакторные корпуса, которые должны были работать в Южной Каролине много лет назад. Westinghouse не смог эти реакторы построить, хотя и потратилПопытки достроить корабль обошлись в 9 миллиардов долларов, но проект потерпел неудачу. Теперь этот остаток металла планируют передать Украине.
При наличии необходимых научных и управленческих кадров для разработки и строительства собственных реакторов Украине не потребовалось бы такого соглашения.
Вторая (имплозивная) схема создания ядерных боеприпасов Киеву недоступна примерно в той же мере, что и пушечная. Для нее нужен чистый плутоний-239, добыть который без специального реактора невозможно. Такой реактор проектировать и строить на Украине сейчас некому.
Почему президент России заявляет, что у Украины получение ядерного оружия будет проще, чем у других стран-претендентов на этот статус, пытаясь таким образом ввести мир в заблуждение?
Автор заявления полагает, что политики не разбираются в технической составляющей ядерного оружия и процессов его производства. Вероятно, Байден и Джонсон не обладают общими представлениями о строении ядерного оружия или реактора для получения оружейного плутония. Знания о самой Украине у них ещё меньше.
В последнее время стало ясно, как мало западные политики знают об Восточной Европе. Министр иностранных дел Великобритании Элизабет Трасс на встрече с российским коллегой не признала суверенитет России над Ростовской и Воронежской областями.
Западный политик, вероятно, думает о Украине как о бывшей части СССР. А ведь СССР занимался созданием ядерного оружия, правда, в тысячах километрах от Украины, при помощи технологий и специалистов, которых уже нет на её территории.
Можно ли изготовить «грязную бомбу» с помощью простых средств?
Это не проблема. Можно взять смесь определённых химических элементов, заполнить ею трубочки, которые обычно загружают ядерным топливом, и на год опустить их в те же реакторы ВВЭР, что ещё работают на территории Украины.
Раскрой ракету «Точку-У» и наполни её полученными радионуклидами. Но учитывая техническое состояние последних на современной Украине, надежнее будет набить 152-мм снаряд от советской пушки-гаубицы. Те сохраняют работоспособность почти без обслуживания куда дольше, поэтому с их помощью попасть «грязной бомбой» куда-то заметно вероятнее, чем «Точкой-У», которые, бывают, летают совсем не туда.
Попробуем произвести выстрел данным снарядом в населённый пункт или военное формирование. Какие последствия наступят?
Выстрел в светлое время суток по людскому скоплению, например рынку или школе, неизбежно приведёт к погибшим и раненым. Часть пострадавших может умереть от лучевой болезни, если правильно выбрать «[химический элемент такой-то]». Кто-то получит проблемы со щитовидкой и так далее. Но никаких чудес, никакого оружия массового поражения так не получить. Число жертв от радиационного загрязнения будет ненамного выше, чем от самих взрывов боеприпасов.
Получение необходимых объемов опасных изотопов занимает много времени, хранение сложное и скрытое производство крайне затруднительно. Небольшое количество стержней с [смесью химических элементов таких-то] можно создать и засыпать в снаряды незаметно. Однако такого количества недостаточно для большого числа жертв или массового поражения людей, даже мирных жителей.
Про военных говорить не приходится: в случае войны их защищают от радиологической (как и ядерной) угрозы намного лучше, чем мирных жителей. Солдаты рассредоточены, часть укрыта в окопах, часть в БТР и БМП, оснащенных системами фильтрации воздуха, у них есть противогазы, которые затруднят вдыхание радионуклидов и так далее.
Заполнить тысячами стержней необходимыми элементами, поставить производство на поток и создать сотни или тысячи боеприпасов типа «грязная бомба» скрытно Украина (как и любое другое государство) не может. Но если это сделать открыто, то избежать контрмер со стороны России будет невозможно. В таком случае общественное мнение в западных странах склонить на сторону тех, кто создаёт «грязные бомбы», будет непросто.
Если попытаться создать «грязную бомбу» с помощью отработанного ядерного топлива, возникнут две проблемы. Во-первых, отработавшее топливо наиболее опасно в горячем состоянии, так как не все опасные изотопы успели «выгореть». Но нагретое топливо сложно разместить в боеприпасе.
Даже если бы боеприпасы украинской армии были изготовлены из материалов, не реагирующих на температуру, эффективность таких «грязных бомб» была бы очень низкой. Большая часть их воздействия исходит от долгоживущих изотопов типа урана-238 или плутония-239. Их излучение довольно слабое. Примеси более коротких радионуклидов не меняют ситуации: такое топливо в десятки и сотни раз безопаснее оптимальной смеси химических элементов, выдержанной год в реакторе. Разрывы самих снарядов с такой «отработкой» могли бы убить больше людей, чем содержащиеся в них радионуклиды.
Украина способна создать грязную бомбу, но не ядерное оружие. Возможность сделать такое оружие сохранится до тех пор, пока в стране будут функционировать атомные реакторы, что продлится минимум несколько десятилетий, даже если строительство новых реакторов на базе вторично используемых корпусов из США окажется затруднительным.
«Грязные бомбы» малоэффективны в военном отношении и плохо выглядят с точки зрения пропаганды. Вероятно, Киев не имел в виду именно это. Возможно, президент Зеленский упомянул о расторжении Будапештского меморандума потому, что не совсем понимает производство ядерного оружия и поэтому не осознаёт, что Украина технологически не сможет его создать быстро, или же хотел немного запугать.